Воскресенье
12.05.2024
19:59
Категории раздела
Ксерогеофиты [14]
Каудициформные и пахикаульные растения [9]
Суккуленты [21]
На грани искусства [3]
Основы агротехники [24]
Флоры и ландшафты [7]
Эпифиты [5]
Суккулентология [8]
Ксерофиты [11]
Экология [44]
Паразиты [1]
Прочее [4]
Орхидеи [0]
Бонсай [1]
Биодизайн [1]
Каменистые горки [0]
Альпинарии, альпийские парники, чешские скалки, хвойные горки, рокарии
Палеонтология [6]
Лихенология [0]
Лишайники [1]
Новые технологии [9]
Морфология растений [4]
Вход на сайт
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • База знаний uCoz
  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0

    kay9ekc

    Каталог статей

    Главная » Статьи » Новые технологии

    Бактериальные чернила помогли напечатать солнечные батареи на бумаге

    Григорий Копиев


    Исследователи научились печатать на струйном принтере солнечные панели, в которых активным элементом являются бактерии, расщепляющие воду за счет фотосинтеза. Для создания таких панелей можно использовать коммерчески доступные струйные принтеры, а в качестве подложки подходит бумага, сообщается в исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications.

    Солнечная энергетика уже рассматривается не в качестве перспективной технологии, а как полноценный способ добычи электроэнергии. По итогам 2016 года темпы развития солнечных электростанций даже обошли темпы развития угольных. Но, несмотря на большие успехи, солнечная энергетика пока еще обладает и множеством проблем. Производство солнечных панелей требует применения сложных технологических процессов и дорогих материалов, а в некоторых случаях и дорогостоящей утилизации после использования.

    Marin Sawa et al. / Nature Communications, 2017

    Помимо панелей на основе искусственных материалов ученые работают и в области биофотовольтаики. В качестве источника электрического тока такие устройства используют бактерии. Эти бактерии под действием света расщепляют молекулы воды на молекулярный кислород, ион водорода и электрон, попадающий в электрическую цепь через анод. На катоде происходит обратная реакция, и ион водорода, прошедший через протонную мембрану, объединяется в кислородом и электродом с катода в молекулу воды. Несмотря на то, что в этой области уже есть немало работающих прототипов, процесс производства таких солнечных панелей пока еще довольно сложен.

     

    Реакции, позволяющие вырабатывать электричество с помощью бактерий

    Marin Sawa et al. / Nature Communications, 2017

    Исследователи под руководством Питера Никсона (Peter Nixon) из Имперского колледжа Лондона создали новую технологию, позволяющую упростить процесс создания биофотовольтаических панелей и сделать его масштабируемым. Для этого они решили использовать печать на обычных струйных принтерах. Ученые разработали два вида чернил: один состоял из цианобактерий рода Synechocystis, второй из многостенных углеродных нанотрубок. Этими чернилами ученые напечатали на бумаге биофотовольтаическую ячейку классического типа. Электроды были напечатаны чернилами из нанотрубок, а рабочая зона - бактериями в специальной среде. Сверху ячейка накрывалась гидрогелем, который служил как соединителем анода и катода, так и источником воды и необходимых веществ для бактерий.

     

     

    Структура солнечной ячейки. 1 - гидрогель, 2 - слой с бактериями, 3,4 - электроды, 5 - бумажная подложка

    Marin Sawa et al. / Nature Communications, 2017

    Таким методом исследователи напечатали несколько прототипов солнечных панелей. Объединив девять ячеек в единую схему они смогли запитать простые часы с жидкокристаллическим экраном и светодиод. Ученые считают, что, несмотря на сильно ограниченный по времени ресурс бактерий, они имеют и преимущества перед обычными солнечными панелями, поскольку могут вырабатывать ток даже в отсутствии света.

    Недавно две другие группы исследователей представили технологии печати электронных устройств с помощью струйного принтера. Одна группа научилась печатать таким методом базовые полупроводниковые приборы, например, транзисторы, а другая создала с помощью принтера гибкие механические сенсоры растяжения.

    N+1

    Категория: Новые технологии | Добавил: kay9ekc (28.01.2019)
    Просмотров: 400 | Рейтинг: 0.0/0
    Всего комментариев: 0
    avatar